ইলেকট্রনিক প্রকৌশলীরা জানেন যে, অ্যান্টেনা ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ দ্বারা বর্ণিত তড়িৎচুম্বকীয় (EM) শক্তির তরঙ্গ আকারে সংকেত প্রেরণ ও গ্রহণ করে। অন্যান্য অনেক বিষয়ের মতোই, এই সমীকরণগুলো এবং তড়িৎচুম্বকত্বের সঞ্চালন ও বৈশিষ্ট্যগুলো তুলনামূলকভাবে গুণগত ধারণা থেকে শুরু করে জটিল সমীকরণ পর্যন্ত বিভিন্ন স্তরে অধ্যয়ন করা যেতে পারে।
তড়িৎচুম্বকীয় শক্তি সঞ্চালনের বিভিন্ন দিক রয়েছে, যার মধ্যে একটি হলো পোলারাইজেশন, যা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন এবং সেগুলোর অ্যান্টেনা ডিজাইনের ক্ষেত্রে নানা মাত্রার প্রভাব বা উদ্বেগের কারণ হতে পারে। পোলারাইজেশনের মৌলিক নীতিগুলো আরএফ/ওয়্যারলেস ও অপটিক্যাল শক্তি সহ সকল তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য এবং প্রায়শই অপটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনগুলোতে ব্যবহৃত হয়।
অ্যান্টেনা পোলারাইজেশন বলতে কী বোঝায়?
পোলারাইজেশন বোঝার আগে, আমাদের প্রথমে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের মৌলিক নীতিগুলো বুঝতে হবে। এই তরঙ্গগুলো তড়িৎ ক্ষেত্র (E ক্ষেত্র) এবং চৌম্বক ক্ষেত্র (H ক্ষেত্র) দ্বারা গঠিত এবং একই দিকে চলে। E এবং H ক্ষেত্রগুলো পরস্পরের সাথে এবং সমতল তরঙ্গ সঞ্চালনের দিকের সাথে লম্বভাবে থাকে।
পোলারাইজেশন বলতে সিগন্যাল ট্রান্সমিটারের দৃষ্টিকোণ থেকে ই-ফিল্ড প্লেনকে বোঝায়: হরাইজন্টাল পোলারাইজেশনের ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি হরাইজন্টাল প্লেনে পাশাপাশি চলাচল করবে, অন্যদিকে ভার্টিকাল পোলারাইজেশনের ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি ভার্টিকাল প্লেনে উপরে এবং নীচে ওঠানামা করবে। (চিত্র ১)।
চিত্র ১: তড়িৎচুম্বকীয় শক্তি তরঙ্গ পরস্পর লম্ব E এবং H ক্ষেত্র উপাংশ দ্বারা গঠিত।
রৈখিক পোলারাইজেশন এবং বৃত্তাকার পোলারাইজেশন
পোলারাইজেশন মোডগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত:
মৌলিক রৈখিক পোলারাইজেশনে, দুটি সম্ভাব্য পোলারাইজেশন একে অপরের সাথে লম্ব (ভারসাম্যপূর্ণ) থাকে (চিত্র ২)। তাত্ত্বিকভাবে, একটি অনুভূমিকভাবে পোলারাইজড গ্রহণকারী অ্যান্টেনা একটি উল্লম্বভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা থেকে সংকেত "দেখতে" পাবে না এবং এর বিপরীতটিও সত্য, এমনকি যদি উভয়ই একই কম্পাঙ্কে কাজ করে। এগুলি যত ভালোভাবে বিন্যস্ত থাকে, তত বেশি সংকেত গ্রহণ করা যায় এবং পোলারাইজেশন মিলে গেলে শক্তি স্থানান্তর সর্বোচ্চ হয়।
চিত্র ২: রৈখিক পোলারাইজেশন পরস্পরের সাথে সমকোণে দুটি পোলারাইজেশন বিকল্প প্রদান করে।
অ্যান্টেনার তির্যক পোলারাইজেশন হলো এক প্রকার রৈখিক পোলারাইজেশন। সাধারণ অনুভূমিক এবং উল্লম্ব পোলারাইজেশনের মতোই, এই পোলারাইজেশনটি কেবল পার্থিব পরিবেশেই অর্থবহ হয়। তির্যক পোলারাইজেশন অনুভূমিক নির্দেশক তলের সাথে ±৪৫ ডিগ্রি কোণে থাকে। যদিও এটি আসলে রৈখিক পোলারাইজেশনেরই আরেকটি রূপ, 'রৈখিক' শব্দটি সাধারণত কেবল অনুভূমিক বা উল্লম্বভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনাগুলোকেই বোঝায়।
কিছু ক্ষতি সত্ত্বেও, শুধুমাত্র অনুভূমিক বা উল্লম্বভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা দিয়েই একটি ডায়াগোনাল অ্যান্টেনা দ্বারা প্রেরিত (বা গৃহীত) সংকেত পাঠানো সম্ভব। যখন এক বা উভয় অ্যান্টেনার পোলারাইজেশন অজানা থাকে বা ব্যবহারের সময় পরিবর্তিত হয়, তখন তির্যকভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা উপযোগী হয়।
বৃত্তাকার পোলারাইজেশন (CP) রৈখিক পোলারাইজেশনের চেয়ে বেশি জটিল। এই মোডে, E ফিল্ড ভেক্টর দ্বারা উপস্থাপিত পোলারাইজেশনটি সিগন্যাল সঞ্চারিত হওয়ার সাথে সাথে ঘুরতে থাকে। যখন এটি ডানদিকে ঘোরে (ট্রান্সমিটার থেকে দেখলে), তখন বৃত্তাকার পোলারাইজেশনকে ডান-হাতি বৃত্তাকার পোলারাইজেশন (RHCP) বলা হয়; যখন এটি বামদিকে ঘোরে, তখন একে বাম-হাতি বৃত্তাকার পোলারাইজেশন (LHCP) বলা হয় (চিত্র ৩)।
চিত্র ৩: বৃত্তীয় মেরুকরণে, একটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের E ক্ষেত্র ভেক্টর আবর্তন করে; এই আবর্তন ডান-হাতি বা বাম-হাতি হতে পারে।
একটি সিপি সিগন্যাল দুটি লম্ব তরঙ্গ নিয়ে গঠিত যা দশার বিপরীতে থাকে। একটি সিপি সিগন্যাল তৈরি করার জন্য তিনটি শর্ত প্রয়োজন। ই ফিল্ডে অবশ্যই দুটি লম্ব উপাদান থাকতে হবে; উপাদান দুটিকে অবশ্যই ৯০ ডিগ্রি দশার বিপরীতে থাকতে হবে এবং তাদের বিস্তার সমান হতে হবে। সিপি তৈরি করার একটি সহজ উপায় হলো হেলিকাল অ্যান্টেনা ব্যবহার করা।
উপবৃত্তীয় পোলারাইজেশন (EP) হলো এক প্রকার CP। উপবৃত্তীয় পোলারাইজেশন তরঙ্গ হলো দুটি রৈখিক পোলারাইজেশন তরঙ্গের দ্বারা উৎপন্ন গেইন, যেমন CP তরঙ্গ। যখন অসম বিস্তারযুক্ত দুটি পরস্পর লম্ব রৈখিক পোলারাইজেশন তরঙ্গকে একত্রিত করা হয়, তখন একটি উপবৃত্তীয় পোলারাইজেশন তরঙ্গ উৎপন্ন হয়।
অ্যান্টেনাগুলোর মধ্যেকার পোলারাইজেশন অমিলকে পোলারাইজেশন লস ফ্যাক্টর (PLF) দ্বারা বর্ণনা করা হয়। এই প্যারামিটারটি ডেসিবেলে (dB) প্রকাশ করা হয় এবং এটি প্রেরক ও গ্রাহক অ্যান্টেনার পোলারাইজেশন কোণের পার্থক্যের একটি ফাংশন। তাত্ত্বিকভাবে, PLF-এর মান একটি নিখুঁতভাবে সারিবদ্ধ অ্যান্টেনার জন্য ০ dB (কোনো লস নেই) থেকে একটি নিখুঁতভাবে লম্ব অ্যান্টেনার জন্য অসীম dB (অসীম লস) পর্যন্ত হতে পারে।
তবে বাস্তবে, পোলারাইজেশনের অ্যালাইনমেন্ট (বা মিসঅ্যালাইনমেন্ট) নিখুঁত হয় না, কারণ অ্যান্টেনার যান্ত্রিক অবস্থান, ব্যবহারকারীর আচরণ, চ্যানেল বিকৃতি, মাল্টিপাথ প্রতিফলন এবং অন্যান্য ঘটনা প্রেরিত তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্রের কিছু কৌণিক বিকৃতি ঘটাতে পারে। প্রাথমিকভাবে, অর্থোগোনাল পোলারাইজেশন থেকে ১০ - ৩০ ডিবি বা তার বেশি সিগন্যাল ক্রস-পোলারাইজেশন "লিক" হবে, যা কিছু ক্ষেত্রে কাঙ্ক্ষিত সিগন্যাল পুনরুদ্ধারে বাধা সৃষ্টি করার জন্য যথেষ্ট হতে পারে।
এর বিপরীতে, আদর্শ পোলারাইজেশন সহ দুটি সারিবদ্ধ অ্যান্টেনার প্রকৃত PLF পরিস্থিতিভেদে ১০ dB, ২০ dB বা তার বেশি হতে পারে এবং এটি সিগন্যাল পুনরুদ্ধারে বাধা সৃষ্টি করতে পারে। অন্য কথায়, অনাকাঙ্ক্ষিত ক্রস-পোলারাইজেশন এবং PLF উভয়ভাবেই কাজ করতে পারে—হয় কাঙ্ক্ষিত সিগন্যালে হস্তক্ষেপ করে অথবা কাঙ্ক্ষিত সিগন্যালের শক্তি কমিয়ে দিয়ে।
মেরুকরণ নিয়ে কেন মাথা ঘামাতে হবে?
পোলারাইজেশন দুইভাবে কাজ করে: দুটি অ্যান্টেনা যত বেশি সারিবদ্ধ থাকে এবং তাদের পোলারাইজেশন একই হয়, প্রাপ্ত সংকেতের শক্তি তত ভালো হয়। এর বিপরীতে, পোলারাইজেশনের ভুল বিন্যাস উদ্দিষ্ট বা অপ্রতুল রিসিভারের জন্য কাঙ্ক্ষিত সংকেতের যথেষ্ট অংশ গ্রহণ করাকে আরও কঠিন করে তোলে। অনেক ক্ষেত্রে, "চ্যানেল" প্রেরিত পোলারাইজেশনকে বিকৃত করে, অথবা এক বা উভয় অ্যান্টেনা একটি নির্দিষ্ট স্থির দিকে থাকে না।
কোন পোলারাইজেশন ব্যবহার করা হবে, তা সাধারণত স্থাপন পদ্ধতি বা পারিপার্শ্বিক অবস্থার উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি হরাইজন্টালি পোলারাইজড অ্যান্টেনা ছাদের কাছাকাছি স্থাপন করলে ভালো কাজ করে এবং এর পোলারাইজেশন বজায় রাখে; বিপরীতভাবে, একটি ভার্টিক্যালি পোলারাইজড অ্যান্টেনা পাশের দেয়ালের কাছাকাছি স্থাপন করলে ভালো কাজ করে এবং এর পোলারাইজেশন কর্মক্ষমতা বজায় রাখে।
বহুল ব্যবহৃত ডাইপোল অ্যান্টেনা (সাধারণ বা ভাঁজ করা) এর 'স্বাভাবিক' স্থাপন অবস্থায় (চিত্র ৪) অনুভূমিকভাবে পোলারাইজড থাকে এবং প্রয়োজনে উল্লম্ব পোলারাইজেশন গ্রহণ করতে বা একটি পছন্দের পোলারাইজেশন মোড সমর্থন করার জন্য এটিকে প্রায়শই ৯০ ডিগ্রি ঘোরানো হয় (চিত্র ৫)।
চিত্র ৪: একটি ডাইপোল অ্যান্টেনা সাধারণত অনুভূমিক পোলারাইজেশন প্রদানের জন্য এর মাস্তুলে অনুভূমিকভাবে স্থাপন করা হয়।
চিত্র ৫: উল্লম্ব পোলারাইজেশন প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, ডাইপোল অ্যান্টেনাটি সেই অনুযায়ী স্থাপন করা যেতে পারে যেখানে অ্যান্টেনাটি ক্যাচ ধরে।
হ্যান্ডহেল্ড মোবাইল রেডিওর জন্য সাধারণত ভার্টিকাল পোলারাইজেশন ব্যবহার করা হয়, যেমনটি জরুরি সেবাকর্মীরা ব্যবহার করেন, কারণ অনেক ভার্টিকাল পোলারাইজড রেডিও অ্যান্টেনা ডিজাইন একটি সর্বমুখী বিকিরণ প্যাটার্নও প্রদান করে। ফলে, রেডিও এবং অ্যান্টেনার দিক পরিবর্তন হলেও এই ধরনের অ্যান্টেনাগুলোকে পুনরায় অভিমুখী করার প্রয়োজন হয় না।
৩ - ৩০ মেগাহার্টজ উচ্চ কম্পাঙ্কের (HF) অ্যান্টেনা সাধারণত ব্র্যাকেটের মধ্যে অনুভূমিকভাবে টানানো সাধারণ লম্বা তার দিয়ে তৈরি করা হয়। এর দৈর্ঘ্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য (১০ - ১০০ মিটার) দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই ধরনের অ্যান্টেনা স্বাভাবিকভাবেই অনুভূমিকভাবে পোলারাইজড হয়।
উল্লেখ্য যে, এই ব্যান্ডটিকে 'উচ্চ কম্পাঙ্ক' হিসেবে উল্লেখ করার প্রচলন কয়েক দশক আগে শুরু হয়েছিল, যখন ৩০ মেগাহার্টজ প্রকৃতপক্ষেই উচ্চ কম্পাঙ্ক হিসেবে গণ্য হতো। যদিও এই বর্ণনাটি এখন সেকেলে বলে মনে হয়, এটি আন্তর্জাতিক টেলিযোগাযোগ ইউনিয়নের একটি আনুষ্ঠানিক পদবি এবং এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
পছন্দসই পোলারাইজেশন দুটি উপায়ে নির্ধারণ করা যেতে পারে: হয় ৩০০ কিলোহার্জ - ৩ মেগাহার্জ মিডিয়াম ওয়েভ (MW) ব্যান্ড ব্যবহার করে ব্রডকাস্ট সরঞ্জামের মাধ্যমে শক্তিশালী স্বল্প-পাল্লার সিগন্যালিংয়ের জন্য গ্রাউন্ড ওয়েভ ব্যবহার করে, অথবা আয়নোস্ফিয়ার লিঙ্কের মাধ্যমে দীর্ঘ দূরত্বের জন্য স্কাই ওয়েভ ব্যবহার করে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, ভার্টিক্যালি পোলারাইজড অ্যান্টেনার গ্রাউন্ড ওয়েভ প্রোপাগেশন ভালো হয়, অন্যদিকে হরাইজন্টালি পোলারাইজড অ্যান্টেনার স্কাই ওয়েভ পারফরম্যান্স ভালো হয়।
স্যাটেলাইটের জন্য সার্কুলার পোলারাইজেশন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, কারণ গ্রাউন্ড স্টেশন এবং অন্যান্য স্যাটেলাইটের সাপেক্ষে স্যাটেলাইটের অভিমুখ ক্রমাগত পরিবর্তিত হতে থাকে। ট্রান্সমিট এবং রিসিভ অ্যান্টেনা উভয়ের মধ্যে কার্যকারিতা সবচেয়ে বেশি হয় যখন উভয়ই সার্কুলারলি পোলারাইজড হয়, কিন্তু লিনিয়ারলি পোলারাইজড অ্যান্টেনা সিপি অ্যান্টেনার সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে, যদিও এক্ষেত্রে একটি পোলারাইজেশন লস ফ্যাক্টর থাকে।
5G সিস্টেমের জন্যও পোলারাইজেশন গুরুত্বপূর্ণ। কিছু 5G মাল্টিপল-ইনপুট/মাল্টিপল-আউটপুট (MIMO) অ্যান্টেনা অ্যারে উপলব্ধ স্পেকট্রামকে আরও দক্ষতার সাথে ব্যবহার করার জন্য পোলারাইজেশন প্রয়োগের মাধ্যমে বর্ধিত থ্রুপুট অর্জন করে। এটি বিভিন্ন সিগন্যাল পোলারাইজেশনের সংমিশ্রণ এবং অ্যান্টেনাগুলোর স্পেশিয়াল মাল্টিপ্লেক্সিং (স্পেস ডাইভারসিটি) ব্যবহার করে অর্জন করা হয়।
সিস্টেমটি দুটি ডেটা স্ট্রিম প্রেরণ করতে পারে, কারণ ডেটা স্ট্রিমগুলো স্বাধীন লম্বভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা দ্বারা সংযুক্ত থাকে এবং আলাদাভাবে পুনরুদ্ধার করা যায়। পথ ও চ্যানেলের বিকৃতি, প্রতিফলন, মাল্টিপাথ এবং অন্যান্য অসম্পূর্ণতার কারণে কিছু ক্রস-পোলারাইজেশন থাকলেও, রিসিভার প্রতিটি মূল সংকেত পুনরুদ্ধার করার জন্য অত্যাধুনিক অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, যার ফলে বিট ত্রুটির হার (BER) কম হয় এবং পরিশেষে স্পেকট্রামের ব্যবহার উন্নত হয়।
উপসংহারে
পোলারাইজেশন অ্যান্টেনার একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা প্রায়শই উপেক্ষিত হয়। লিনিয়ার (অনুভূমিক এবং উল্লম্ব সহ) পোলারাইজেশন, অবলিক পোলারাইজেশন, সার্কুলার পোলারাইজেশন এবং এলিপটিক্যাল পোলারাইজেশন বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। একটি অ্যান্টেনার এন্ড-টু-এন্ড আরএফ পারফরম্যান্সের পরিসর তার আপেক্ষিক ওরিয়েন্টেশন এবং অ্যালাইনমেন্টের উপর নির্ভর করে। স্ট্যান্ডার্ড অ্যান্টেনাগুলোর বিভিন্ন পোলারাইজেশন থাকে এবং এগুলো স্পেকট্রামের বিভিন্ন অংশের জন্য উপযুক্ত, যা নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পছন্দের পোলারাইজেশন সরবরাহ করে।
সুপারিশকৃত পণ্যঃ
| RM-ডিপিএইচএ২০৩০-১৫ | ||
| প্যারামিটার | সাধারণ | ইউনিট |
| ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর | ২০-৩০ | গিগাহার্টজ |
| লাভ | ১৫ প্রকার। | dBi |
| VSWR | ১.৩ প্রকার। | |
| মেরুকরণ | দ্বৈত রৈখিক | |
| ক্রস পোল. বিচ্ছিন্নতা | ৬০ টাইপ। | dB |
| বন্দর বিচ্ছিন্নতা | ৭০ প্রকার। | dB |
| সংযোগকারী | এসএমএ-Fমহিলা | |
| উপাদান | Al | |
| শেষ করা | রঙ | |
| আকার(L*W*H) | ৮৩.৯*৩৯.৬*৬৯.৪(±5) | mm |
| ওজন | ০.০৭৪ | kg |
| RM-বিডিএইচএ১১৮-১০ | ||
| আইটেম | স্পেসিফিকেশন | ইউনিট |
| ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর | ১-১৮ | গিগাহার্টজ |
| লাভ | ১০ প্রকার। | dBi |
| VSWR | ১.৫ টাইপ। | |
| মেরুকরণ | রৈখিক | |
| ক্রস পো. আইসোলেশন | ৩০ প্রকার। | dB |
| সংযোগকারী | এসএমএ-মহিলা | |
| শেষ করা | Pনা | |
| উপাদান | Al | |
| আকার(L*W*H) | ১৮২.৪*১৮৫.১*১১৬.৬(±5) | mm |
| ওজন | ০.৬০৩ | kg |
| RM-সিডিপিএইচএ২১৮-১৫ | ||
| প্যারামিটার | সাধারণ | ইউনিট |
| ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর | ২-১৮ | গিগাহার্টজ |
| লাভ | ১৫ প্রকার। | dBi |
| VSWR | ১.৫ টাইপ। |
|
| মেরুকরণ | দ্বৈত রৈখিক |
|
| ক্রস পোল. বিচ্ছিন্নতা | 40 | dB |
| বন্দর বিচ্ছিন্নতা | 40 | dB |
| সংযোগকারী | এসএমএ-এফ |
|
| পৃষ্ঠতল চিকিৎসা | Pনা |
|
| আকার(L*W*H) | ২৭৬*১৪৭*১৪৭(±5) | mm |
| ওজন | ০.৯৪৫ | kg |
| উপাদান | Al |
|
| অপারেটিং তাপমাত্রা | -৪০-+৮৫ | °C |
| RM-বিডিপিএইচএ৯৩৯৫-২২ | ||
| প্যারামিটার | সাধারণ | ইউনিট |
| ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর | ৯৩-৯৫ | গিগাহার্টজ |
| লাভ | ২২ প্রকার। | dBi |
| VSWR | ১.৩ প্রকার। |
|
| মেরুকরণ | দ্বৈত রৈখিক |
|
| ক্রস পোল. বিচ্ছিন্নতা | ৬০ টাইপ। | dB |
| বন্দর বিচ্ছিন্নতা | ৬৭ প্রকার। | dB |
| সংযোগকারী | WR10 |
|
| উপাদান | Cu |
|
| শেষ করা | সোনালী |
|
| আকার(L*W*H) | ৬৯.৩*১৯.১*২১.২ (±5) | mm |
| ওজন | ০.০১৫ | kg |
পোস্ট করার সময়: ১১ এপ্রিল, ২০২৪
